当焊丝轴线和焊缝轴线在一个平面内,则它们相互之间的夹角称行走角(托角。焊丝向前进方向倾斜焊接时,称前倾焊法(逆向焊接)焊丝向前进相反方向倾斜焊接时,称后倾焊法(正向焊接);焊丝轴线与焊缝轴线垂直称正直焊法。当其工艺参数不变时焊丝从垂直位置变为前倾焊时其熔深增加,而焊道变窄,焊缝剩余高度增大。拖角在15°—25°之间熔深最大,一般不推荐大于25°的拖角。
6.焊接姿势
惰性气体保护焊可以四个姿势进行焊接:平焊、横焊、立焊和仰焊。
平焊简单快捷,仰焊最难,需经过长时间的练习才能掌握。仰焊容易造成熔池过大的危险,而且一些金属液滴会落人喷嘴而引起故障。因此在进行仰焊时,一定要使用较低的电压,较短的电弧和较小的熔池。操作时将喷嘴推向工件,以保证焊丝不会向熔池外移动。最好能够沿着焊缝均匀地拉动焊炬。
7.极性
采用直流电源焊接时,极性对焊缝熔深有影响。直流反接(焊丝接正极、工件接负极)时熔深大于直流正接(焊丝接负极、工件接正极)。如果需焊接的材料非常薄,应以正向极性进行焊接。这将在焊丝上产生更多的热量,并使焊接熔深较浅。采用正向极性的缺点是:它会产生许多气泡,需要更多地进行抛光。
8.保护气体的流量
气体流量太大会形成涡流而降低保护层的效果,气体流量太小也不能起到好的保护。因此应根据喷嘴和母材之间的距离、焊接电流、焊接速度及焊接环境来调整保护气体的流量。采用细丝焊接短路过渡时,一般为5—15L/min。
9.送丝速度
如果送丝速度太慢,随着焊丝在熔池内熔化并熔敷在焊接部位,将可听到嘶嘶声或啪哒声。此时产生的视觉信号为反光的亮度增强。
送丝速度太快将堵塞电弧,这时焊丝的熔敷速度熔池吸收速度,会产生飞溅。这时产生的视觉信号为频闪弧光。
送丝速度应与调节电流和电压的挡位结合起来进行调整,当电流和电压调节在大挡位时,送丝速度也应相应增加,否则会造成焊丝回烧。
10.回烧
回烧就是焊丝熔化速度大于焊丝输送速度,焊丝不断向导电嘴熔化回缩,最终导致焊丝全部缩人导电嘴以至无法焊接,严重的会损坏焊枪。
大多数MAG焊机都有回烧控制机构,可有效防止回烧。
五、焊接方法
惰性气体保护焊可采用6种基本的焊接方法进行焊接。
1.定位焊
这是一种临时点焊,用来取代定位装置或薄板金属螺钉对即将被焊接的工件进行固定。定位焊点间的距离大小与母材的厚度有关,一般推荐距离为母材厚度的15—30倍。
2.连续焊
是指焊炬连续均匀、稳定地向前运动,形成连续的焊缝。一般采用正向焊法,焊炬应倾斜10。—15。,以便获得最佳形状的焊缝、焊接线和气体保护效果。
进行连续的对接焊时,如果焊缝较长,最好先进行定位焊,然后将焊缝随意分段进行焊接,分段的原则是下一段焊缝应在温度最低处,但应该从板件的中部而不是边缘开图6—20厚板对接焊时磨V形槽图6—21塞焊前钻孔在车身修理厂,除非维修手册上规定某些部位必须使用电阻点焊,否则都是采用塞焊来代替汽车制造厂的电阻点焊,因为它具有足够的强度来承受车身载荷,它在车身修理中的应用不受任何限制。
塞焊时应将两块母材紧紧地固定在一起,焊炬和工件表面垂直,将焊丝放人孔内,塞孔较大时沿塞孔圆周运枪并绕向中心,塞孔较小时直接对准中心将孔填平,如图6—22所示。正确的熔深是下层金属板有半球形的隆起而上层金属板的焊点略高于焊件平面始焊接,否则焊接完后板件仍然可能变形(图6—18)应在原有的焊缝上起弧,如图6—19所示。
如果薄板的厚度大于1.6mm,应在焊缝处磨出V形槽,或称打坡口,使熔深达到焊缝的底部。如果薄板的厚度小于0.8mm,则应采用连续点焊而非连续焊,以防止板件变形。
3.塞焊
塞焊是点焊的一种形式,它是通过一个孔进行的点焊。在需要连接的外层母材上钻(冲)一个孔,电弧穿过此孔进人里面的工件,熔化的金属将孔填满。结构性板件上的钻孔直径为8mm,装饰性板件5mm即可。
塞焊还可用于将两块以上的金属板连接在一起,此时,应在每一层金属板上冲一个孔(最下面的金属板除外),而塞孔直径依次变大。
如果要将不同厚度的金属板焊接在一起,应将较薄的金属板放在上面并冲较大的孔,以保证较厚的金属能首先熔化。
4.连续点焊
连续点焊就是一系列相连的或重叠的点焊,形成连续的焊缝。
5.点焊
点焊是具有小圆点的局部焊接,它能穿透一个金属表面到达另一个金属表面。与塞焊不同的是不需要预先打孔,因此强度不如塞焊。
点焊时,必须用专用喷嘴代替一般的喷嘴,点焊焊炬应具有点焊控制、焊接热量及回烧控制功能。
6.搭接点焊
将一块焊件搭在另一块上,在交接处焊在一起。对于车身非结构性板件,这是一种快速有效的焊接方法,但只用于原制造厂采用这种焊接的地方。
六、焊接接头的类型
焊接接头是指用焊接方法把金属材料连接起来的接头,简称接头。它是组成焊接结构的最基本要素,在某些情况下,它又是焊接结构的薄弱环节,焊接质量不佳焊件就容易从接头处断裂。
焊接接头按被连接构件之间的相对位置及其组成的几何形状,可以归纳为图6—25中所示的五种类型。
经熔焊所形成的各种接头,都是由焊缝、熔合区、热影响区及其邻近的母材组成。
焊缝起着连接金属和传递力的作用。它是在焊接过程中由填充金属(如果使用的话)和部分母材熔合后凝固而成。焊缝可归纳为的坡口焊缝和角焊缝两类,这两类焊缝的各部分名称如熔合区是接头中焊缝与热影响区相互过渡的区域,是焊缝边界上固体和液体金属交错地共存而又凝固的部分,是接头中最薄弱和易发事故的地带。
热影响区是母材受焊接热的影响(但未熔化)而发生金相组织和力学性能变化的区域,热影响区可能产生脆化、硬化和软化的不利影响。
七、气体保护焊常见缺陷
一、准备工作
(1)气体保护焊机、80%Ar+20%C〇2保护气体。
(2)焊接手套、防弧光头盔。
(3)材料规格150X50X1.2mmQ235冷轧板。
(4)气动打孔机或电钻1个,钣金钳,扁嘴钳,钢丝钳,钳工台,螺丝刀。
(5)清洁布、除油剂。
二、操作步骤
安全保护。穿戴好规定的焊接工作服、工作帽、安全鞋。在操作过程中还会使用到防滑手套、焊接手套、防弧光头盔。
清洁工件并固定。用清洁布蘸除油剂对两块样板的正反面进行清洁(若进行塞焊应先打孔),使用钣金钳将样板固定到焊接工作台上。
检查焊机安装是否正常。包括焊丝安装、电源连接、气瓶与焊机的连接等;喷嘴内的溅出物使用螺丝刀清理。
根据焊机操作手册调节工艺参数。通常可以调节的参数有:焊丝速度、回烧调节、焊接时间调节、电流电压挡位调节。
打开焊机电源开关。
打开保护气体阀门。
调节保护气体压力和流量。先扣下焊枪的开关,观察浮子流量计(图6—7)中浮球升起的高度,车身修复作业过程中气体流量一般为5—15L/min,否则可相应调节。
将搭铁夹与工件夹在一起。
检查焊丝伸出长度。正确的长度为6,焊丝过长用扁嘴钳剪去,焊丝的头部有大的球头也必须剪去。
向喷嘴内喷涂防溅剂。
戴上焊接手套,将焊枪对准焊接位置,拉低头盔或使用焊接面罩。
扣下焊枪的开关进行焊接操作。
对焊件进行质量检验。
三、分组讨论
就烧穿、断弧、变形、未熔透、飞溅严重、咬边、气孔等问题进行分组讨论,并分析走枪速度、导电嘴至钢板距离、送丝速度、电流大小、气体流量等工艺参数对焊接质量的影响。
评价反惯
1.自我评价
(1)通过本项目的学习你是否已经掌握:
(1)C02气体保护焊设备组成及工作原理?
(2)C02气体保护焊安全操作规程?
模块一车身钣金基础119(3)采用co2气体保护进行对接焊和塞焊的操作要领—
(4)oo2气体保护焊焊接工艺参数的选择?
(5)焊接缺陷的原因分析及防治措施?
(2)在施工过程中用到了哪些设备及工具?你是否已经掌握了这些设备及工具的规范操作技能?
(3)实训过程完成情况。
(4)工作着装是否规范?
(5)能否积极主动参与工作现场的清洁和整理工作?
(6)在完成本学习任务的过程中,你是否主动帮助过其他同学?并和其他同学探讨对接焊的有关问题?具体问题是什么?结果是什么?
(7)通过本学习任务的学习,你认为哪些方面还有待进一步改善?
学习任务7钣金件的电阻1.正确叙述电阻点焊的工作原理;2.熟悉电阻点焊的特点及应用范围;3.知道电阻点焊的安全操作规程;4.掌握电阻点焊工艺参数的选择及设备调试;5.了解电阻点焊质量检查与缺陷的原因分析;6.能够独立完成工件的电阻点焊作业。
选择合适的工艺参数对厚度为釘.5mm金属薄板进行单面电阻点焊和双面电阻点焊,规范操作,焊点无外观缺陷,破坏试验符合要求。
相关知识—安全规程—熟悉设备—工件准备—工艺参数选择—试焊—焊接—查找缺陷—分析原因。
相关知识。。
电阻点焊在汽车车身焊接装配生产线上是主要的焊接形式,现代整体式车身的焊接有90%—95%都采用电阻点焊,而且由机器人来操作的自动化焊接生产线越来越多。
电阻点焊的原理
两电极对准备连接的工件加压,并通以大电流,利用工件及工件接触电阻产生的热量,使工件的加压点熔化(或达塑性状态),断电后在压力继续作用下,形成牢固接头。这种焊接工艺过程就称为电阻点焊,电阻点焊包括预压、焊接、维持、休止四个过程。
电阻热的产生:当电流通过导体时,能使导体发热,其发热量由焦耳一楞次定律。
如果焊接电阻率低的材料,如铜、铝及铝合金,因发热量小应选用大功率焊机。
二、电阻点焊的特点
1.电阻点焊的优点
(1)热量集中,加热时间短,在焊点形成过程中始终被塑性环包围,故电阻点焊冶金过程简单,热影响区小,变形和应力很小,易于获得质量较好的焊接接头。焊后不必校正和热处理。
(2)焊接速度快。只需1s甚至更短时间便可焊接4—5个焊点,生产效率高。
(3)经济性好。除消耗电能外,电阻点焊不需要填充材料,不消耗焊条、氧气、乙炔、焊剂等,因此材料成本较低。
(4)与铆接结构相比,质量轻,结构简化。
(5)表面质量好。采用点焊可获得较好的表面质量,避免金属表面的损伤。
(6)操作简便、减轻劳动强度。
(7)改善劳动条件和工作环境,电阻焊在施工时清洁,无烟尘、有害气体弥漫和析出。
(8)易于实现机械化、自动化。
2.电阻点焊的缺点
(1)由于焊接在短时间内完成,需要用大电流及高电极压力,因此焊机功率要大,其价格比一般弧焊机贵数倍至数十倍。成本高,维修困难。
(2)灵活性、方便性不如焊条电弧焊机等。
(3)焊件的尺寸、形状、厚度受到设备条件的限制。
(4)目前尚缺少简单而又可靠的无损伤检验方法。
(5)两板间熔核周围易形成尖角,致抗拉强度和抗疲劳强度较低。
三、电阻点焊工艺参数
1.焊接电流
当金属中通以电流时,由于金属存在电阻,因此会产生热量,电流如果足够大那么产生的热量使金属熔化(图7—1)。焊接电流是影响热量大小的主要因素,热量与电流的平方成正比。随着焊接电流增大,熔核的尺寸或焊透率将增加。在正常情况下,焊接区的电流密度应有一个合理的上、下限。低于下限,热量过小,不能形成熔核;高于上限,加热速度过快,会发生飞溅,使焊点质量下降。需要注意的是当电极压力增大时,产生飞溅的焊接电流上限值也增大。
在生产中当电极压力给定时,通过调整焊接电流,使其稍低于飞溅电流值,便可获得最大的点焊强度。
可以观察焊点部位的颜色变化判断电流的大小,电流正常时焊点中间电极触头接触部分的颜色不会发生变化,与未焊接之前的颜色相同;电流过大时焊点中间电极触头接触部分呈蓝色。
通过焊点的压痕深度也可以判断电流的大小,正常的压痕深度不能超过板件厚度的一半。当电流较大时由于飞溅较多,压痕很深,电流较小时熔化的金属较少压痕较浅。前提条件是电极压力正常。
2.电极压力
电极压力既影响焊点的接触电阻(因此影响热源的强度与分布),又影响电极散热的效果和焊接区塑性变形及核心的致密程度。当其他参数不变时,增大电极压力,则接触电阻减小,散热加强,因而总热量减少,熔核尺寸减小,特别是焊透率降低很快,甚至没焊透;若电极压力过小,则板间接触不良,其接触电阻虽大却不稳定,甚至出现飞溅和烧穿等缺陷。
电极压力取决于被焊材料种类、厚度和焊接规范。若被焊材料的高温强度大,则必须加大电极压力,若材料的厚度增大,则必须加大电极压力;若选择的材料太硬,塑性变形困难,同时为防止飞溅,也必须加大电极压力。
在一般情况下,若焊机容量足够大,就可以在采取增大电极压力的同时,相应地也增大焊接电流,以提高焊接质量的稳定。
3.焊接时间和加压时间
焊接时间是指焊件通电时间,它既影响热量的产生又影响散热。在规定焊接时间内,焊接模块一车身钣金基础12区产生的热量除部分散失外,将逐渐积累用于加热焊接区,使熔核逐渐扩大到所需的尺寸。所以焊接时间对熔核尺寸的影响也与焊接电流的影响基本相似,焊接时间增加,熔核尺寸随之扩大,但过长的焊接时间就会引起焊接区过热、飞溅和搭边压馈等。通常是按焊件材料的物理性能、厚度、装配精度、焊机容量、焊前表面状态及对焊接质量的要求等确定通电时间长短。
加压时间是指从焊件通电之前开始加压直至焊点处的金属冷却形成焊核所需的时间。这个时间必须保证焊点位置形成一个圆形、呈扁平状的焊核。
4.电极工作面的形状和尺寸
通电时间:短
通电时间:长
电极端面和电极本体的结构形状、尺寸及其冷却条件影响着熔核几何尺寸与焊点强度。对于常用的圆锥形电极,其电极越大,电极头的圆锥角《越大,则散热越好。但《角过大,其端面不断受热磨损后,电极工作面直径犇迅速增大;若《过小,则散热条件差,电极表面温度高,更易变形磨损。为了提高点焊质量的稳定性,要求焊接过程电极工作面直径犇变化尽可能小。为此,《角一般在90°—150°范围内选取。可用如图7—5所示的方法确定电极工作面直径D=2T+3mm。
5.各工艺参数间的相互关系